Способ получения силикатной краски
Изобретение относится к силикатным краскам для металлов, асбоцементных листов , бетонных и других поверхностей. Изобретение позволяет получать силикатные краски с абразивостойкостью 58 кг, твердостью 0,78 усл. ед., прочностью при изгибе 25 МПа, атмосферостойкостью по ускоренному режиму 50 баллов, водостойкостью более 880 ч при пониженном расходе пигмента. Эффект достигается за счет того, что в способе получения силикатной кромки путем соместного помола сухой смеси и совмещения ее с жидкой фазой в качестве сухой смеси используют смесь 50.0-55,5 мае. % силикат-глыбы, 41,0-45,0 мае. % окрашенных промышленных отходов из группы, включающей бой шамотных или хроммагнезитовых огнеупоров, бой глазурованных или неглазурованных фарфорово-фаянсовых изделий и пиритные огарки, и 3.5-5,0 мае. % пигмента, в качестве жидкой фазы используют воду, а их совмещение в массовом соотношении 1:2,5-1:3,0 осуществляют в автоклаве при 95-100°С в течение 1,0-1.5 ч. 5 табл.
(19) (1!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s>)s С 09 0 1/02
Рр0089 2
ggpggg+ g ПМфМЯф
ТИ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССФ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754950/05 (22) 06,10.89 (46) 23.04.92. Бюл. № 15 (71) Белогородский технологический институт строительных материалов им, И. А.
Гришманова (72) И. Е. Ильичев, А. Ф. Нечаев, Н. Е, Соболев и В. С, Филоненко (53) 667.621.226(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 706428, кл. С 09 D 1/00, 1976, Авторское свидетельство СССР № 767154, кл. С 09 Р 1/04, 1977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ CNJlNKATHOA
КРАСКИ (57) Изобретение относится к силикатным краскам для металлов, асбоцементных листов, бетонных и других поверхностей. Изобретение позволяет получать силикатные краски с абраэивостойкостью 58 кг, твердоИзобретение относится к составам силикатных красок, которые могут быть использованы, например, для окрашивания металла, асбестоцементных листов, бетонных конструкций и других поверхностей.
Известна краска, включающая алюмоборфосфатное связующее, двуокись титана, двуокись кремния, каолин, неорганический пигмент и воду, Недостатком известного способа является то, что он включает дорогостоящие компоненты, а также необходимость проводить предварительную очистку и травление поверхности асбестоцементных листов.
Известна также силикатная краска, включающая жидкое стекло, пластифицированную поливинилацетатную. эмульсию, стью 0,78 усл. ед., прочностью при изгибе 25
МПа, атмосферостойкостью по ускоренному режиму 50 баллов, водостойкостью более
880 ч при пониженном расходе пигмента.
Эффект достигается за счет того, что в способе получения силикатной кромки путем соместного помола сухой смеси и совмещения ее с жидкой. фазой в качестве сухой смеси используют смесь 50,0-55,5 мас. $ силикат-глыбы, 41,0-45,0 мас,, окрашенных промышленных отходов из группы, включающей бой шамотных или хроммагнеэитовых огнеупоров, бой глазурованных или неглазурованных фарфорово-фаянсовых иэделий и пиритные огарки, и 3,5 — 5,0 мас. 7 пигмента, в качестве жидкой фазы используют воду, а их совмещение в массовом соотношении 1:2,5-1:3,0 осуществляют в автоклаве при 95 — 100 С в течение 1,0-1,5 ч.
5 табл, кремнийсодержащие наполнители при следующем соотношении компонентов, мас. $:
Натриевое жидкое стекло 47-50
Пластифицированная эмульсия ПВА 4-5
Молотый гранулированный электротермофосфорный шлак 26 — 31
Молотый стеклобой .. 7-9
Молотый белый волластонит 2 — 4
Пигменты 8-9
К недостаткам указанного состава краски относятся высокое содержание пигментов, использование дорогостоящей пластифицированной эмульсии ПВА, использование высокомодульного жидкого стекла.
Целью изобретения является повышение водостойкости, физико-механических
1728270 свойств покрытия и снижение расхода пигментов, Поставленная цель достигается тем, что в состав краски, содержащей измельченную силикат-глыбу, пигмент и наполнитель, в качестве наполнителя используют молотые отходы фарфорово-фаянсовой промышленности или молотый бой шамотных огнеупоров, или молотый бой хромомагнезитовых огнеупоров, или пиритные огарки при следующем соотношении компонентов, мас. 7;:
Силикат-глыба 50,0-55,5
Наполнитель 41.0 — 45,0
Пигменты 3,5-5,0
В качестве наполнителя используют окрашенные промышленные отходы — молотый бой глазурованных или не глазу ро ванн ых фа рфорово-фаянсовых изделий, или молотый бой шамотных огнеупоров, или молотый бой хромомагнезитовых огнеупоров, или пиритные огарки, которые служат одновременно и наполнителями, и пигментами. Это позволяет снизить расход пигментов, расширить цветовую гамму краски, улучшить водостой кость и физик.-механические свойства покрытия.
"1редлагаемые силикатные краски получают совместным помолом в шаровой мельнице или дезинтеграторе силикат-глыбы, наполнителя и пигментов.
Затем приготовленную смесь обрабатывают в автоклаве в течение 1-1,5 ч горячей (95 — 100 С) водой в соотношении, обеспечивающем необходимую консистенцию готовой краски (1:2,5 — 3,0) — в зависимости от метода ее нанесения на окрашиваемую поверхность, Совместный помол обеспечивает активацию поверхности частиц компонентов краски и дополнительное повышение физико-механических свойств покрытий, Основные параметры способа получения силикатных красок, их свойства и составы приведены в табл. 1 и 2.
Анализ табличных данных показывает, что оптимальным температурным интервалом обработки краски в автоклаве является интервал 95-100 С (примеры 2-4, табл. 1, 2).
Обработка краски при температуре менее
95 С приводит к ухудшению текучести краски, а получение краски при температуре выше 100 С ухудшает атмосферо- и водостойкость.
Уменьшение времени обработки в автоклаве краски (менее 60 мин) не позволяет полностью растворить композицию, что отрицательно влияет на свойства готовой краски, а растворение окрашивающей композиции более 90 мин приводит к ускорению процессов поликонденсации, что также ухудшает показатели атмосферо- и водостойкости, Таким образом, оптимальный временной интервал получения краски
60 — 90 мин (примеры 7 — 9, табл, 1, 2).
Получение силикатной краски в соотно5 шении с водой 1:2,4 приводит к ухудшению показателей вязкости, так как нехватка воды не позволяет провести растворение краски и реакцию в полном объеме, увеличение
10 содержания воды больше соотношения
1;3,0, хотя и обеспечивает необходимую текучесть краски, но ухудшает показатели водо- и атмосферостойкости вследствие неустойчивости системы раствор — наполни15 тель. Таким образом, оптимальное соотношение краска — вода 1;2,5-3,0 (примеры
12 — 14, табл. 1, 2), Для получения краски используют натриевую (калиевую) силикат20 глыбу, а также щелочестойкие пигменты— окись хрома, ультрамарин, крон свинцовый желтый и другие не изменяющие цветовых характеристик в условиях подготовки, а затем в процессе отверждения силикатной
25 краски и службы покрытия.
Измельченные отходы керамической и огнеупорной промышленности способны в процессе подготовки краски ускорять растворение силикат-глыбы в горячей воде, э в
30 процессе отверждения химически взаимодействовать с силикатом натрия (калия), инициируя их поликонденсацию и образуя на поверхности частиц используемых пигментных нэполнителей соединения общей
35 формулы: хЛЬОз (y+a)Si02 zFe20v или хА!гОз,(у+э)Я10г zFe203 d СггОз- MgO.
Благодаря этому в состав краски не тре40 буется дополнительно вводить обычно используемые отвердители.
Химический состав наполнителей сили-. катных красок приведен в табл. 3.
Краска на основе предложенного соста45 ва имеет хорошую адгезию к поверхности асбестоцементного листа, бетона, других материалов и может быть нанесена обычными способами — разливом, распылением и т. и.
50 Изобретение осуществляется следующим образом.
В шаровую мельницу загружают 550 г натриевой силикат-глыбы и 410 г боя шамотных огнеупоров, туда же добавляют 40 г
55 ультрамарина. Смесь измельчают 0,75 — 1 ч до полного прохода молотой смеси через сетку 0160, Затем сухой порошок краски помещают в автоклав с мешалкой и добавляют
2,5 л горячей (95 — 100 С) воды, перемешивают 1-1,5 ч до однородного состояния. Вязкость краски 16 — 20 с по воронке 83-4.
1728270
I! о во о, в л.о сч сч сч м м ) !
I. I
1.в в
<-вN N I л л ° ° сЧ - сч - I
|Л|Л|ЛВ 1
I
|л
1 I.! l. 1 |л 1 в 1 1 М 3 ) I 1 о л <л ! > 1 -Ф 1 1 I I l. I 1 1 I 1 1 I 1 1 1 I 1!. 1 1 I I I 1 1 l 1 I I l 1 « I 1 1 I 1 I 1 1 I I < ) 1 1 в- |Ч м-о- В 1 ° » е е ° I оо е л вм 1 > I I - Ф -О| 1 N о СЧ л е I | < < в4 оо ° л -м < I -4 -4 N LC\ л м о о л л |л -4 3 N л 1 о л м I -» 1 | сч| 1 1 1 1 I 1 . ml 1 cg 1 1 1 Ц: ооооооооооо =)) . о I 3 1 й. > 1 СЧ МC4 ММСЧ СЧ СЧ ММСЧ 1 1 1 ) 1 Сl I a g; I < Cg fg < >О! 3 Ф Ф I- 1 1 1 <>> C>1 Cg Cg! I S S Y Ф 3 .В N N. l l асБ<о о олвввлао r o )- 1 I <- Cg С .>) л л л л ° ° ° в в ° I 1 Cg Y S 1 O O CV N N N c4 Í ñ4 < х о > N |Л |Л N N N N |Л |Л В |Л ) 1 .) 1 I 1 < I о >- 3 I 1 Ф Ю 1 о к 1 1 I =У >D 1 l I. Y Х S I OSC>S О.ФОЪ 1 I Y u X z I 1 I I 1 I < 1 > 1 I 1 I 1 I I 1 I I Х 1 I 1 mox е 1 I и Е 1 < ) оаes ),о ) <» аФЕ 1 z»e> «x>s 1 О <е> O o S I e >smxmmс > О С о О О Э 1 и> с х а и ñ 3 1 < .l 1 Х 1 1 1 ! с<> 1 Y Л I > m s <9 1 1 С<> 1 CL C >S . 1 3 I- 1» <>> о 1 u I VWXZo < 1 1 I « о ) — — —,— —,- — -> 3 I 1 < 3 О3 Oz<> 1 m > e x 1 ) C < а<<) 1 1 <>> 1 <= Ф е х, 1 Cg 1 Б1 О оле> I > ) >S а >(Ф Ф с 1 I C>) < О» oom> z а.о 1 Z 1 1 <- I I О > m 1 |л о> а. 1 сч, u > х 1 ! 3 C.. I I 3 > 1 I 3 Х I" - --." — -- — ) I S 1 6 < I I .о 1 к ) т к 1 1 1 1- Y I 1 m 1 s а. 1 O 1 01 аcg 1 1 <- I S <- 1 м х ) с: 0» ) 1 °:1 I Ф 1 — < l Z 1 >Х 1 О I «o I c < Ф I о >s I о ) ) 1 I Y 1 Y Х I- N OS C-. о в сч g><аФс» л s > YuX >|л) <м) 1 X 3 .- — -- — - ° — --1 1 с<> > < | 1 I m > оахо 1 o ) а*ос 1 х|Ф» > C>> I «> 0 <» 1 О .О в 1 Х I >S X 1- X Ф 1 s ) ооs<=о )в 1m >ш rcgoa. <-з ) )-с). .> 1 1 Х 1 -- — "--- - — — 4 1 <.> 1 1 > Ф 1 1 I 1 1 > m > I 1 а. I 1 I |л о о сч |л с к ° в ° < >:.а < I N1 1 М > > < I 1. —.—............3 > 1 > < о 1 ехс 1 1 - > 3 о Л 1 I > X C>> < оо о l »Х )- Х Ф > л л в о вм <.о оа I I -4 - Й 1 I 1 1 > а I I Ф I о I о < < е- СЧ М |Л |а OO С<1 в1728270 Таблийа 1 Саойстеа Параметры Номер йтиосферостой» кость балл . Водостойкость Iloc PI1I lW i 1 Соотиоие- Вязкость лрииие сухой готоелеииой краски и смеси, с ВОДЫ Темпера- Время, тура,аС иии 600 46 890 50 890 50 900 50 620 47 590 45 890 -. 50 890 50 900 50 620 47 570 .. 46 890 50 920 . 50 910 50 600 47 27 18 16 16 29 18 17 16 16 32 18 16 16 17,:2,5 1:3,0 1:2 ° 5 113 ° 0 113 ° 0 112 ° 5 112,5 112,5 I;3,0 113,0 112 4 1 12,5 112,75 113,0 1:3.>2 58 1 93 2 95 3 97 4 100 5 100 ° 5 6 95 7 95 8 95 9 100 10 100 11 95 12 95 13 100 14 100 15 100 Готовый раствор силикатной краски наносят распылением на поверхность асбестоцементного листа. Полученное покрытие подсушивают 10-15 мин при 70-80вС, а ввтем отлверждвят"в сушилке при 150 — 180лQ в 5 течение 0,5 — 1 ч Аналогичным образом готовят и наносят составы покрытий по рецептурам, приведенным в табл. 4, 10 Покрытия испытывают на абраэивостойкость по ГОСТ 8747-83. твердость по ГОСТ 5233-77, прочность при изгибе по ГОСТ 6806-73, атмосферостойкость по ускоренному режиму rio ГОСТ 6992-68, трещино- 15 стойкость, водостойкость, сосредоточенной нагрузке. Для оценки абразивостойкости ударную обработку покрытия кварцевым песком проводили до тех пор, пока покрытие не пробивалось до подложки. 20 Результаты испытаний предлагаемых составов краски и по прототипу приведены в табл. 5. Из данных, представленных в табл. 4 и 5, видно, что оптимальными являются соста- 25 вы 3-5, Они обладают высокой абраэивостойкостью: этот показатель выше на 26 — 3800, чем у прототипа. Предлагаемые составы отличаются вы- . сокой трещиностойкостью, твердостью. 30 Показатели прочности при изгибе, значения сосредоточенной нагрузки от штампа превосходят показатели по ГОСТ для неокрашенных образцов, например, для асбестоцементных листов в 1,2-1,3 раза. 35 Указанные показатели предлагаемых составов также выше, чем у прототипа. Нарример, показатели прочности при изгибе, а также сосредоточенной нагрузки от штампа у предлагаемых составов íà 20% выше, чем 40 у прототипа. Предлагаемые составы имеют более высокие показатели по атмосферостойкости и водостойкости. Как следует из анализа табличных данных, увеличение доэировок молотой силикат-глыбы приводит к ухудшению физико-механических показателей, а также к перерасходу натриевой силикат-глыбы. Увеличение в составе краски количества наполнителя, как и уменьшение дозировки силикат-глыбы приводит к. ухудшению качества наносимого покрытия, снижению водостойкости и абраэивостойкости. Предлагаемый состав краски позволяет исключить дорогостоящие компоненты, уменьшить время на подготовку окрасочной композиции, улучшить физико-механические показатели, расширить цветовую гамму без увеличения расхода пигментов, улучшить атмосферостойкость. Формула изобретения Способ получения силикатной краски путем совместного помола сухой смеси и совмещения ее с жидкой фазой, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения водостойкости и физико-механических свойств покрытия, снижения расхода пигментов, в качестве сухой смеси используют смесь следующего состава, мас. 0 : 50,0 — 55,5 Окрашенные промышленные отходы, выбранные из группы, включающей бой шамотныхили хромомагнезитовыхогнеупоров, бой глазурованных или неглазурованных фарфорово-фаянсовых иэделий, пиритныеогарки 41,0-45,0 Пигмент 3,5-5,0 в качестве жидкой фазы используют воду, а совмещение сухой смеси указанного состава и воды в массовом соотношении 1:2,5-3,0 осуществляют в автоклаве при 95-100 С в течение 1,0-1,5 ч. 1728270 ТаблицаЗ Т а 6 л и ца 4 Содержание по составам, мас.Ф Название и номера композиций пРР () и (3 ) 4 1п )6. )7 I . Натриевая (калиевая) си- ликат-глыба» 47 49 ° 5 55 50р0 52р75 55р5 50 ° 0 56 41,0 45,0 3,0 5,0 Молотый стеклобой.Молотый белый волластонит 49,5 55.0 55.0 52.75 52,0 50,0 56,0 II. Натриевая (калиевая) силикат-глыба Бой хромомагнезитовых огнеупоров Кроя свинцовый желтый III. Натриевая (калиевая) силикат-глыба Пиритные огарки Охра 49,5 55,5 54,0 52,75 51,5 50,0 56,0 IV. Натриевая (калиевая.силикат-глыба) 4l i0 41,0 3 0 5,0 Сурик железный 52,75 51,5 .. 50,0 56,0 Натриевая (калиевая) силикат-глыба 42,5 55,5 54,0 Бой неглазурованных фарфорово-фаянсовых иэделий 41,0 41,0 Крон свинцово-молибдатный 3,0 5,0 В прототипе а.с. СССР 1г 767154 в состав краски входит натриевое жидкое стекло Бой вамотных огнеупороа Ультрамарин Молотый гранулированный злектротермофосфорный шлак Бой глазурированных фарфорово-фаянсовых иэделий 45 . 40 5,5 5,0 45,0 4а,о 5,5 5,5 49,5 55,0 45,0 40,0 5,5 5,о 45,0 40,0 5,5 4,5 45,0 40,0 5,5 4,5 4рр5 3,5 55;5 41;0 3,5 43,0 41 46,0. 4,25 3,5 4,0 43,0 44,5 46,0 41,0 4,25 3,5 4,0 3,0 52,75 51,5 50,0 56,0 43;0 45,0 46, 0 41,0 4,25 3 5 4,0 3,0 43,0 45,0 46,0 42,5 3,5 4,0 43,0 45,0 46,0 4,25 3,5 4,0 1728270 Таблица 5 Абраэивостойкость, кг Номера Прототип компоэиций Составы Т 1 5 (6 7 I 42 II III IV 47 48 50 50 49 50 48 49 48 47 Твердость, усл.ед. 0,72 0,72 0,73 0,72 0,71- 0,72 0,72 0,72 0,71 0,71 57 58 57 58 56 56 54 55 54 54 50 49 51 50 50 51 50 49 48 49 56 57 0,75 0,71 0,71 0,76 0 72 0,72 0,75 0,71 0,71 0,74 0,72 0,71 0 74 0,71 0,72 0,74 0,75 0,78 0,74 0,76 0,75 0,74 0,76 0,74 0,75 0,75 II III IV Трещиностойкость, усл.ед. Высокая (s) II III IU Прочность при изгибе, ИПа 24,0 .25,0 24,0 24,0 24,0 20,0 22,0 21>5 21,0 21,0 21,5 21,0 22,0 21,5 2l 0 21,5 II II I ТЧ Ч от штампа 24,5 25,0 24,0 24,5 24,0 27,0 27,5 27,0 27,5 27,0 27,0 28,0 27,0 27,5 27,0 24, 0 25,5 24,5 24,5 24,0 22,5 24,0 25,0 24,0 24,0 24,5 24,5 25,0 24,0 24,5 24,0 II III IU Атмосферостойкость па ускоренному режиму, баллы 48 47 50 . 49 47 48 48 48 48 48 50 50 54 55 50 50 50 . 50 50 50 48 48 48 47 1 II Ш IV Более 880 Более 880 Более 880 Более 880 Более 880 720 240 II III 1Ч Составитель А.Нечаев Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова Редактор О.Стенина Заказ 1379 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 21,5 22,0 22,0 2210 21,0 21,5 21,5 21,0 21,0 21, 0 Сосредоточенная Волостойкость, 480 600 720 720 480 600 600 600 720 720 24,0 24,0 24,0 23,5 23,5 йагрузка 23,5 24,0 24,0 23 5 23,5 Н 27,5 27,,5 27,0 27,0 27,5 +---- —--
